石墨烯负载银基纳米颗粒复合材料的制备与性能分析

本研究旨在开发一种新型石墨烯负载银基纳米颗粒(AgNPs/rGO)复合材料,并分析其制备过程和材料性能。通过采用化学还原法,将银离子还原形成银纳米颗粒,并负载在还原氧化石墨烯(rGO)表面,制备出一种具有优良导电性和抗菌性的复合材料。通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)以及拉曼光谱(Raman spectroscopy)对复合材料的结构和形态进行了详细分析。通过对AgNPs/rGO复合材料的物理和化学特性进行评估,我们研究其在催化剂、传感器和生物医用材料等领域的应用潜力。研究结果表明,该复合材料展示出良好的稳定性、高导电性和显著的抗菌效果,特别是对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌表现出高效的抗菌活性。这些性能的提高归因于石墨烯和银纳米颗粒之间的协同效应。AgNPs/rGO复合材料的制备为开发多功能纳米复合材料提供了新的思路,并为其在电子、生物医学和环境科学等多个领域的应用奠定了基础。

银/石墨烯复合材料研究进展

银和石墨烯具有导电导热、抗菌等优异性能,两者复合制备的银/石墨烯复合材料在材料领域受到广泛关注。介绍了银/石墨烯复合材料的合成机理和制备方法,总结了银/石墨烯复合材料在电接触材料、电极修饰材料、传感器、抗菌材料等领域的研究进展及应用情况。

基于银纳米颗粒/铜纳米线复合材料的电化学无酶葡萄糖传感器

以抗坏血酸为还原剂在均匀的铜纳米线(CuNWs)表面将硝酸银还原,成功制备出不同负载量的Ag纳米颗粒均匀生长在铜纳米线(AgNPs/CuNWs)上的复合材料.利用循环伏安法检测AgNPs/CuNWs修饰电极对葡萄糖的电催化性能,发现Ag颗粒负载量质量分数为5.57%时具有最佳的电流响应,同时对葡萄糖分子表现出良好的电催化活性,灵敏度高达693.1μA(mmol/L)^(-1) cm^(-2),宽线性范围0.01~4.18 mmol/L,低检测限为3.4μmol/L(S/N>3),对血液中的一些干扰物具有出色的抗干扰性,并具有超过两周的高稳定性.此无酶葡萄糖传感器表现出良好的稳定性和高选择性,在电化学无酶葡萄糖检测中具有良好的应用前景.

硬脂酸表面修饰纳米Sb_(2)O_(3)增强PBT基复合材料

通过机械球磨法,利用硬脂酸对纳米Sb_(2)O_(3)进行表面改性,并采用熔融共混法制备了纳米Sb_(2)O_(3)与聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的复合材料,通过X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TG)对硬脂酸表面修饰前后纳米Sb_(2)O_(3)颗粒的晶型结构、表面官能团、表面包覆量特性进行表征.并通过扫描电子显微镜(SEM)和力学性能测试等手段表征了复合材料的力学性能,对比分析了改性与未改性纳米Sb_(2)O_(3)与PBT基复合材料力学性能的影响机制.结果表明,硬脂酸以化学键的作用方式成功包覆在纳米Sb2O3颗粒表面,其改性的纳米Sb2O3颗粒的晶型结构没有发生变化;随着纳米Sb_(2)O_(3)质量分数的增加,复合材料的拉伸屈服强度呈现先增大后减小的趋势,当纳米Sb2O3质量分数为3%时,复合材料表现出优异的综合性能.

石墨烯银纳米粒子复合材料的制备及表征

以无毒、绿色的葡萄糖为还原剂,在没有稳定剂、温和的液相反应条件下,同时还原氧化石墨和银氨溶液中的银氨离子,原位制备石墨烯银纳米粒子复合材料.采用X射线衍射、红外吸收光谱、拉曼光谱、扫描电镜和透射电子显微镜对所制备的石墨烯银纳米粒子复合材料进行了表征.结果表明:氧化石墨和银离子在反应过程中同时被葡萄糖还原,银纳米粒子均匀分布于石墨烯片层之间,生成的银纳米粒子中大多数存在着孪晶界,银纳米粒子的大小和分布受硝酸银用量的影响,在合适的银离子浓度下,负载在石墨烯片层上的银纳米粒子的粒径分布集中在25 nm左右;复合材料中石墨烯的拉曼信号由于银粒子的存在增强了7倍.

纳米银@石墨烯复合材料的绿色制备及其抑菌性能

以聚乙二醇为还原剂通过水热反应,还原氧化石墨烯同时在石墨烯表面原位生长银纳米粒子,制备纳米银@石墨烯复合材料。采用紫外-可见吸收光谱、X射线衍射、红外吸收光谱、透射电子显微镜对所制备的纳米银@石墨烯复合材料进行了表征。结果表明,银以单质形态成功负载在石墨烯表面,银纳米粒子的平均粒径为30nm。以大肠杆菌为模型对纳米复合材料的抑菌性能进行测试,纳米银@石墨烯复合材料在100 mg/L时可以完全抑制大肠杆菌的生长,是一种效果显著的新型抑菌材料。

P(VA-g-MAA)/Ag气敏传感复合材料的制备与性能研究

近年来,化工厂爆炸事故层出不穷,有毒、易燃气体泄漏带来的安全风险与日俱增,设计制备监测气体的高分子气敏传感材料是迫切需要解决的问题。高分子/纳米银导电复合材料可以作为高分子气敏传感材料,用于检测易燃易爆有毒有害气体。以硝酸铈铵为引发剂,将甲基丙烯酸接枝到聚乙烯醇上,制得聚乙烯醇-接枝-聚甲基丙烯酸(P(VA-g-MAA))胶糊,然后以P(VA-g-MAA)为模板或纳米反应器,用柠檬酸三钠原位还原AgNO_(3),制得银纳米粒子导电高分子胶糊。由红外光谱测试可见,样品红外谱图有聚乙烯醇和甲基丙烯酸特征吸收峰,说明成功制备了P(VA-g-MAA)。用扫描电镜(SEM)观察所得银纳米粒子形貌,发现银纳米粒子为球形。用制得的P(VA-g-MAA)/Ag糊状物涂覆在电极片上,制得气敏传感元件,然后在不同的有机溶剂中测其电阻值,发现丙酮及石油醚溶剂响应性高,可作为检测丙酮及石油醚的气敏传感器。

甲苯-2,4-二异氰酸酯修饰蒙脱土及聚苯乙烯/蒙脱土纳米复合材料的制备与表征

用FTIR和WAXD法研究了甲苯 2 ,4 二异氰酸酯 (TDI)的邻位和对位异氰酸酯基团与蒙脱土表面羟基的修饰反应 ,在此基础上提出了结构模型 ;用TDI修饰后的蒙脱土成功制备了插层型聚苯乙烯 /蒙脱土纳米复合材料 ,并用WAXD和TEM进行了表征 .实验结果表明 ,修饰后TDI与蒙脱土表面形成化学键 ,使蒙脱土的片层间距显著增大 ,十六烷基三甲基溴化铵 (CTAB)在蒙脱土层间由双层平行排列转变为双层脂肪链倾斜方式排列 .在苯乙烯插层聚合过程中 ,蒙脱土层间距进一步扩大 ,其初级粒子在聚苯乙烯基体中的厚度约2 0～ 5 0nm .

化学镀银碳纳米管增强银基复合材料的制备和性能

采用粉末冶金、挤恪工艺制备了碳纳米管增强银基（Ag-CNTs（5%，体积比））复合材料丝材，并研究了其导电率、抗拉强度、硬度等物理性能。结果表明，采用混合酸处理可有效改善CNTs的分散性，CNTs表面的银镀层改善了CNTs与Ag基体间的界面结合以及复合材料的致密性，保证了材料的良好加工性能。与纯Ag相比，Ag-CNTs复合材料电阻率提高了30%，而抗拉强度提高了43%，硬度提高了近1倍，说明CNTs起到了较好的增强作用。

银/聚吡咯纳米复合材料的制备与结构表征

以硝酸银和吡咯为原料,采用一步法制备Ag/PPy纳米复合材料,考察了单体用量、原料配比等因素对制备纳米复合微球的影响,运用扫描电镜（SEM）、紫外分光光度计（UV）、红外光谱仪（FTIR）和X射线衍射（XRD）等手段对纳米微球进行了表征。结果表明：银/聚吡咯纳米复合粒子具有棒状结构,聚吡咯对银纳米粒子进行了包覆;复合粒子圆球头部的平均直径为300-500 nm,银纳米粒子在复合微粒中呈面心立方的晶体结构;制备纳米复合粒子时,吡咯与硝酸银较适宜的物质的量比为0.9∶1。

碳纳米管-银-石墨复合材料的电磨损性能

采用粉末冶金工艺制备碳纳米管—银—石墨复合材料,初压压力200 MPa,在H_2保护气氛下烧结并保温1h,复压压力400 MPa制得复合材料,研究电流密度(0～25 A/cm^2)对碳纳米管—银—石墨复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明：随着电流密度的增大,电磨损过程中的发热量增大,粘着磨损加剧,润滑膜遭到破坏,导致复合材料的摩擦因数、磨损量增大。比较正、负极电刷磨损量发现,接触表面理化反应和金属转移的存在,导致正刷磨损量大于负刷磨损量：正刷磨损量随电流密度增大而成倍增长,负刷磨损量与电流密度关系不明显,电流密度越大磨损极性的差异越明显。

碳纳米管膜修饰玻碳陶瓷复合材料电极对亚硝酸盐的电催化还原

制备了碳纳米管膜修饰的玻碳陶瓷复合材料电极，研究了亚硝酸盐在修饰电极上的电化学行为，碳纳米管膜对亚硝酸盐的还原展现了良好的催化括性。评估了溶液pH值和施加电位对亚硝酸盐电流响应的影响，并初步探讨了催化机理。在优化的实验条件下，该修饰电极对亚硝酸盐的测定线性范围为5．0×10^-5～3×10^-3mo]／L；检出限（3σ）为2×10^-5moL／L。

聚吡咯/镀银纳米石墨微片复合材料的制备与表征

以氧化石墨为原料,制备膨胀石墨,在超声波的作用下,膨胀石墨的片层结构发生剥离得到纳米石墨微片,对纳米石墨微片进行化学镀银,制备镀银纳米石墨微片,然后采用原位聚合法制备了聚吡咯/镀银纳米石墨微片复合材料。结果表明,纳米石墨微片的厚度为30～90nm,直径为1～20μm,具有相当大的径厚比(平均为200),该结构对纳米石墨微片在聚合物基体中形成导电网络极为有利;镀银纳米石墨微片的厚度为200～250nm,被聚吡咯完全包覆,并以纳米级尺寸均匀分散在聚吡咯基体中;聚吡咯/镀银纳米石墨微片复合材料的耐热性能和导电性能较纯聚吡咯均有所提高。

银/聚苯胺纳米复合材料的制备及电化学性能

采用苯胺为分散剂合成纳米银胶溶液,并在此基础上引发苯胺的原位复合,制备出银/聚苯胺(Ag/PANI)纳米复合材料。通过傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射分析仪、扫描电镜、透射电镜和电化学分析仪对产物进行了分析与检测。研究结果表明,Ag/PANI纳米复合材料中形成了聚苯胺在外、银纳米粒子在内的包覆结构,纳米复合粒子为类球形状形貌。引入纳米银粒子后,制备的Ag/PANI纳米复合材料的电化学活性和比容量较PANI有了很大提高。Ag/PANI纳米复合材料的腐蚀电流密度为72.1μA/cm2,比PANI的腐蚀电流密度106μA/cm2降低了33.9μA/cm2,纳米复合材料防腐性能得到显著提高。

多壁碳纳米管的化学修饰及其增强环氧树脂复合材料的性能

研究原生多壁碳纳米管和己二胺修饰的多壁碳纳米管分别对环氧树脂的增强作用。用SEM、FT-IR及XPS对修饰前后的碳纳米管进行的表征表明,所用的方法可以在碳纳米管的表面接上己二胺。研究发现,修饰后的碳纳米管比原生碳纳米管对环氧树脂有更明显的增强作用。修饰后的碳管含量为2%时,拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度比纯环氧树脂分别提高79.7%、160.4%和188.2%。

表面修饰纳米SiO_2与聚丙烯共混制备聚丙烯/SiO_2纳米复合材料

二氧化硅纳米粒子经表面修饰将丙烯酸酯键接到Si O2表面制备出丙烯酸酯修饰Si O2纳米粒子。丙烯酸酯修饰Si O2纳米粒子与聚丙烯(PP)熔融共混制备PP/Si O2纳米复合材料。研究了纳米粒子对复合材料力学性能的影响,并对纳米粒子增韧机理进行了研究。研究结果表明:复合材料冲击强度在Si O2含量为3.5wt%时达到最大值,Si O2纳米粒子对聚丙烯基体材料有很好的增强增韧效果。

电流对碳纳米管-银-石墨复合材料摩擦磨损性能的影响

采用粉末冶金方法制备了碳纳米管-银-石墨复合材料,研究了复合材料在机械磨损和带电磨损2种状态下的摩擦磨损性能及接触电压降的变化情况.结果表明,复合材料在带电磨损条件下的摩擦系数和磨损体积损失均比不带电条件下的大.这是由于外加电场不利于保持摩擦副接触表面在摩擦热等作用下形成润滑膜的均匀性和完整性所致.此外,在带电磨损条件下,阳极的磨损体积损失比阴极的大.其原因在于,摩擦副接触表面润滑膜中的水在电场作用下发生离解,在正刷侧释放出活性氧,活性氧与电刷表层中的碳或金属发生氧化反应,从而使得磨损加剧.

外加载荷对碳纳米管-银-石墨复合材料电磨损性能的影响

研究了压力变化对碳纳米管银石墨复合材料纯机械磨损和电磨损性能的影响。结果表明:在纯机械磨损条件下,随着压力的增加,复合材料的磨损体积线性增加;在电磨损条件下,复合材料的磨损体积与压力成U型变化;当压力过小时,由于电气磨损量大以及电刷跳动产生的火花磨损,导致复合材料的电磨损体积较大;当压力过大时,破坏了电刷和换向器之间形成的润滑膜,产生严重的犁削和粘着磨损,使复合材料的电磨损体积急剧增大;复合材料的电磨损体积与电刷的极性有关,正刷的磨损体积大于负刷的磨损体积;随着压力的增大,复合材料的摩擦系数也随之增大,且在相同条件下,电磨损时的摩擦系数大于纯机械磨损时的摩擦系数;碳纳米管的加入可以提高复合材料的抗电磨损性能。

SDBS修饰碳纳米管及其增强聚乳酸复合材料的制备与表征

采用十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对碳纳米管进行表面修饰,并以其为增强体,利用溶剂蒸发法制备了碳纳米管/聚乳酸复合材料。采用红外吸收光谱、偏光显微镜、扫描电镜及拉伸实验研究了SDBS修饰的碳纳米管表面形貌和结构以及碳纳米管/聚乳酸复合材料的链结构、聚集态结构和力学性能。SDBS修饰可使碳纳米管均匀分散于有机溶剂中,并改善了碳纳米管在聚乳酸中的分散性,使碳纳米管与聚乳酸基体间形成较强的界面结合,从而提高了复合材料的强度。

聚丙烯/载银纳米TiO_2复合材料力学和加工流变性能

用硅烷偶联剂KH560表面处理载银纳米二氧化钛,进一步采用机械共混法制备得到了聚丙烯(PP)/载银纳米二氧化钛复合材料,研究了复合材料的力学性能、流变性能。研究结果表明:在添加量为0～1.5%范围内,载银纳米TiO_2的加入可提高聚丙烯的冲击强度、拉伸强度和弯曲强度,但超过1.5%后,冲击强度和拉伸强度开始下降。少量的载银纳米TiO_2加入可以使复合材料的表观黏度降低,有利于PP加工性能的改善。